DISEÑO DE UN DESARENADOR GRUPO C, ZANDRA

GRUPO C

DATOS GENERALESCaudal(m3/s)= 2.80

d (mm)= 0.50ρ (gr/cm3)= 2.75

ρ a (gr/cm3)= 1.04Rugosidad 0.014

Pendiente (m/m) 0.0010

NATURALEZA A SEDIMENTAR

Granos Cuarzo d<0.7 mm

DATOS DEL CANAL

PARAMETRO RESULTADOS DEL CANALCaudal (m3/s) 2.80 Tirante nornal (Y) 1.1004 mRugosidad 0.014 Área hidraulica (A) 1.9807 m²Talud 0 Espejo de agua (T) 1.8000 m

Ancho Solera (m) 1.8 Perimetro mojado (P) 4.0008 mPendiente (m/m) 0.001 Radio hidraulico R 0.4951 m

Velocidad (V) 1.4136 m/sCalculo del tirante normal Energia especifica E 1.2023 mY normal 1.1004 Nº de Froude (F) 0.4303

E apr a cero -1.599E-04 Tipo de Flujo Sub Critico

Solucion1.- VELOCIDAD DEL AGUA EN EL TANQUE

d(mm) a<0.1 51

0.1 – 1.0 441< 36a= 44

V(cm/s)= 31.1127

Universidad Nacional José Faustino Sanchez Carrion

FACULTAD DE INGENIERIA

CIVIL

CONSTANTE QUE VARIA DE ACUERDO CON LA FORMA Y NATURALEZA DE LOS GRANOS.

CANAL AGUAS ARRIBA

Para nuestro calculo tenemos un d=0.50mm, es por ello que nos vamos al cuadro y tomamos el valor de "a", según el intervalo que

tenemos

DESARENADOR SIMPLE SEDIMENTACION

)/( scmdaV



CIVIL

2.- CALCULO DELA VELOCIDAD DE CAIDA

VELOCIDAD DE SEDIMENTACION W CALCULADO POR ARKHANGELSKI

d(mm) w(cm/s)=0.05 0.180.10 0.690.15 1.560.20 2.160.25 2.700.30 3.240.35 3.780.40 4.32 W(cm/s)= 5.40000.45 4.86 W(m/s)= 0.0540.50 5.400.55 5.940.60 6.480.70 7.320.80 8.071.00 9.442.00 15.293.00 19.255.00 24.90

VELOCIDAD DE SEDIMENTACION W CALCULADO POR OWENS

FORMA Y NATURALEZA K k= 1.280Arena Esferica 9.35Granos Redondeados 8.25Granos Cuarzo d>3mm 6.12Granos Cuarzo d<0.7 mm 1.28

W(cm/s)= 3.7863W(m/s)= 0.03786

VELOCIDAD DE SEDIMENTACION W CALCULADO POR SCOTTI-FOGLIENI

W(cm/s)= 8.9121W(m/s)= 0.0891

VELOCIDAD PROMEDIO DE SEDIMENTACION

Wprom(cm/s)= 6.0328Wprom(m/s)= 0.0603

Para el cálculo de la velocidad de sedimentación utilizaremos el promedio de las velocidades calculadas anteriormente

ddW 8.38.3

)1( sdkW

)1( sdkW



CIVIL

3.- CALCULO DE LAS DIMENCIONES DEL TANQUE

ALTURA DE CAIDA DE LOS SEDIMENTOSH tanque (m)= 2.50

H ANCHO DEL DESARENADOR

B tanque (m)= 3.60

B tanque (m)= 3.60

B

L

CALCULO DE LA LONGITUD DEL TANQUE

4.- SIMPLE SEDIMENTACION(DESPRECIANDO EL EFECTO DEL FLUJO TURBULENTO)

TIEMPO DE CAIDA DE LOS SEDIMENTOS

t (s)= 41.440

VOLUMEN DE AGUA CONDUCIDO

V (m3)= 116.033

LONGITUD DEL TANQUE DE SEDIMENTACION

V(cm/s) = 31.1127H tanque (m) = 2.50Wprom(cm/s) = 6.0328

L tanque (m) = 12.893L tanque (m) = 12.900

LONGITUD DEL TANQUE DE SEDIMENTACION CORREGIDA

K

0.2 1.250.3 1.50.5 2

Seleccionando el "K"

k= 1.5 L tanque (m)= 19.339766816394L tanque (m)= 19.4

COEFICIENTE PARA EL CALCULO DE DESARENADORES DE BAJA VELOCIDAD

Velocidad de escurrimiento m/s

HVQB

WHt

tQV *

WVHL que*

tan

WHVkL que tan



CIVIL

CAPACIDAD DEL TANQUE

V tanque(m3) = 174.049

CONDICION VOLUMEN DEL TANQUE MAYOR - OKV tanque > V agua conducida

5.- CALCULO DE LA LONGITUD DE LA TRANSICION

L transición(m)= 2.2000

6.- CALCULO DE LA LONGITUD DEL VERTEDERO

se escogeDATOS

VERTEDERO PERFIL CREAGER 2VERTEDERO DECRESTA AGUDA 1.84

VERTEDERO PERFIL CREAGER C= 2

h (m)= 0.25

L(m)= 11.20

VERIFICACIONDE LA Vmax= 1 m/s V (m/s)= 1.0

7.- CALCULO DEL ÁNGULO CENTRAL α Y EL RADIO R CON EL QUE SE TRAZA LA LONGITUD DEL VERTEDERO

C= 178.26

α= 38.23000001

CALCULO DEL RADIO

R(m)= 16.80

LONGITUD DE LA PROYECCION

L1(m)= 10.40L1(m)= 11.00

BHLV que tan

RSenL 1

vertederoLR 180

Cos

C

1

bLC vertedero

*180

2/3ChQLvertedero

)5.22(2TgTBL canal

transicion



CIVIL

CALCULO DE LA LONGITUD PROMEDIO

Lprom(m)= 10.80

8.- CALCULO DE LA LONGITUD TOTAL DEL DESARENADOR

Lt(m)= 32.34Lt(m)= 33

9.- CALCULOS COMPLEMENTARIOS

CALCULO DE LA CAIDA DEL FONDO

Pendiente(S)= 0.02

L (m)= 30.14

∆Z(m)= 0.60

PROFUNDIDAD DEL DESARENADOR FRENTE A LA PUERTA DE LAVADO

H´ (m)= 3.10

ALTURA DE LA CRESTA DEL VERTEDERO

hc(m)= 2.85

10.-RESUMEN DE LAS MEDICIONES A CONSIDERAR EN EL PLANO

LONGITUD DE TRANSICION 2.20 mLONGITUD DEL TANQUE 19.40 m

LONGITUD PROYECTADA L1 11.00 mESPEJO DE AGUA DEL CANAL 1.80 m

ANCHO DEL TANQUE 3.60 mLONGITUD DEL VERTEDERO 11.20 m

ALTURA DEL TANQUE 2.50 mALTURA DE LA CRESTA DEL VERTEDERO 2.85 mPROFUNDIDAD DE LA PUERTA DE LAVADO 3.10 m

BORDE LIBRE 0.40 m

21LLL vertedero

promedio

promedioquetransicionT LLLL tan

transicionT LLL

SLZ *

ZHH '

25.0'HhC



CIVIL

11.-RESUMEN DE LOS CALCULOS HIDRAULICOS

TIRANTE DEL CANAL (Y) 1.10 mVELOCIDAD DEL AGUA EN EL CANAL (V) 1.4136 m/sVELOCIDAD DEL AGUA EN EL TANQUE (V) 31.1127 cm/s

VELOCIDAD DE CAIDA DE LAS PARTICULAS (V) 6.0328 cm/sTIEMPO DE CAIDA DE LAS PARTICULAS (T) 41.4402 s

VOLUMEN DEL SEDIMENTADOR (Vol.) 174.049 m3

DATOS GENERALES

Caudal(m3/s)= 2.80d (mm)= 0.50

ρ (gr/cm3)= 2.75 ρ a (gr/cm3)= 1.04

Rugosidad 0.014Pendiente (m/m) 0.0010

NATURALEZA A SEDIMENTAR

Granos Cuarzo d<0.7 mm

DATOS DEL CANALRESULTADOS DEL CANAL

PARAMETRO Tirante nornal (Y) 1.1004 mCaudal (m3/s) 2.80 Área hidraulica (A) 1.9807 m²Rugosidad 0.014 Espejo de agua (T) 1.8000 mTalud 0 Perimetro mojado (P) 4.0008 m

Ancho Solera (m) 1.8 Radio hidraulico R 0.4951 mPendiente (m/m) 0.001 Velocidad (V) 1.4136 m/s

Energia especifica E 1.2023 mY normal 1.1004 Nº de Froude (F) 0.4303

E apr a cero -1.599E-04 Tipo de Flujo Sub Critico

Solucion1.- VELOCIDAD DEL AGUA EN EL TANQUE

d(mm) a<0.1 51

0.1 – 1.0 441< 36

a= 44V(cm/s)= 31.1127



CIVIL

CONSTANTE QUE VARIA DE ACUERDO CON LA FORMA Y NATURALEZA DE LOS GRANOS.

CANAL AGUAS ARRIBA

DESARENADOR TURBULENCIA

)/(* scmdaV

2.- CALCULO DELA VELOCIDAD DE CAIDA

VELOCIDAD DE SEDIMENTACION W CALCULADO POR ARKHANGELSKI

d(mm) w(cm/s)=0.05 0.180.10 0.690.15 1.560.20 2.160.25 2.700.30 3.240.35 3.780.40 4.32 W(cm/s)= 5.40000.45 4.86 W(m/s)= 0.0540.50 5.400.55 5.940.60 6.480.70 7.320.80 8.071.00 9.442.00 15.293.00 19.255.00 24.90

VELOCIDAD DE SEDIMENTACION W CALCULADO POR OWENS

FORMA Y NATURALEZA K k= 1.280Arena Esferica 9.35Granos Redondeados 8.25Granos Cuarzo d>3mm 6.12Granos Cuarzo d<0.7 mm 1.28 W(cm/s)= 3.7863

W(m/s)= 0.03786

VELOCIDAD DE SEDIMENTACION W CALCULADO POR SCOTTI-FOGLIENI

W(cm/s)= 8.9121W(m/s)= 0.0891

VELOCIDAD PROMEDIO DE SEDIMENTACION

Para el cálculo de la velocidad de sedimentación utilizaremos el promedio de las velocidades calculadas anteriormente

Wprom(cm/s)= 6.0328Wprom(m/s)= 0.0603

3.- CALCULO DE LAS DIMENCIONES DEL TANQUE

H tanque (m)= 2.50

H B tanque (m)= 3.60

B tanque (m)= 4.50

B

L

)1( sdkW

HVQB

ddW 3.88.3

CONSIDERANDO LOS EFECTOS RETARDATORIOS DE LA TURBULENCIA

W´ REDUCCION DE VELOCIDAD POR EFECTO DE LA TURBULENCIA

BESTELLI ET AL

α'= 0.0835

LEVIN

w'= 2.6 m/s

EGHIAZAROFF

###

LONGITUDES DEL TANQUE POR TUBULENCIA

LONGITUD DE TANQUE SEGÚN LEVIN

L= 22.64 m

LONGITUD DE TANQUE SEGÚN EGHIAZAROFF

L= 23.46 m

CONSIDERAMOS PARA LA LONGITUD DEL TANQUE POR EFECTOS DE TUBULENCIA EL PROMEDIO DE LAS DOS LONGUTUDES HALLADAS

L= 24.00 m

CALCULO DE LA LONGITUD DEL TANQUE

4.- SIMPLE SEDIMENTACION(DESPRECIANDO EL EFECTO DEL FLUJO TURBULENTO)

TIEMPO DE CAIDA DE LOS SEDIMENTOS

t (s)= 41.440

VOLUMEN DEL SEDIMENTADOR

V (m3)= 270.000

WHt

hvw 3.27..5`

vw ̀

h132.0

`wwhvL

`wwhvL

BHLV que tan

LONGITUD DEL TANQUE DE SEDIMENTACION CORREGIDA

Velocidad de escurrimiento m/s K

0.2 1.250.3 1.50.5 2

Seleccionando el "K"

k= 1.5

L tanque (m)= 19

5.- CALCULO DE LA LONGITUD DE LA TRANSICION

L transición(m)= 3.3000

6.- CALCULO DE LA LONGITUD DEL VERTEDERO

VERTEDERO PERFIL CREAGER C= 2

h (m)= 0.25

L(m)= 11.20

VERIFICACIONDE LA Vmax= 1 m/s V (m/s)= 1.0

C= 142.60

α= 38.23000001

CALCULO DEL RADIO

R(m)= 16.80

LONGITUD DE LA PROYECCION

L1(m)= 10.40L1(m)= 10.10

COEFICIENTE PARA EL CALCULO DE DESARENADORES DE BAJA VELOCIDAD

7.- CALCULO DEL ÁNGULO CENTRAL α Y EL RADIO R CON EL QUE SE TRAZA LA LONGITUD DEL VERTEDERO

WHVkL que tan

RSenL 1

vertederoLR 180

Cos

C

1

bLC vertedero

*180

2/3ChQLvertedero

)5.22(2TgTBL canal

transicion

CALCULO DE LA LONGITUD PROMEDIO

Lprom(m)= 10.80

8.- CALCULO DE LA LONGITUD TOTAL DEL DESARENADOR

Lt(m)= 38.10Lt(m)= 38

9.- CALCULOS COMPLEMENTARIOS

CALCULO DE LA CAIDA DEL FONDO

Pendiente(S)= 0.01

L (m)= 34.80

∆Z(m)= 0.30

PROFUNDIDAD DEL DESARENADOR FRENTE A LA PUERTA DE LAVADO

H´ (m)= 2.80

ALTURA DE LA CRESTA DEL VERTEDERO

hc(m)= 2.55

RESUMEN DE LAS MEDICIONES A CONSIDERAR EN EL PLANO

LONGITUD DE TRANSICION 3.30 mLONGITUD DEL TANQUE 24.00 m

LONGITUD PROYECTADA L1 10.10 mESPEJO DE AGUA DEL CANAL 1.80 m

ANCHO DEL TANQUE 4.50 mLONGITUD DEL VERTEDERO 11.20 m

ALTURA DEL TANQUE 2.50 mALTURA DE LA CRESTA DEL VERTEDERO 2.55 mPROFUNDIDAD DE LA PUERTA DE LAVADO 2.80 m

BORDE LIBRE 0.40 m

RESUMEN DE LOS CÁLCULOS HIDRAULICOS

TIRANTE DEL CANAL (Y) 1.10 mVELOCIDAD DEL AGUA EN EL CANAL (V) 1.4136 m/sVELOCIDAD DEL AGUA EN EL TANQUE (V) 31.1127 cm/s

VELOCIDAD DE CAIDA DE LAS PARTICULAS (V) 6.0328 cm/sTIEMPO DE CAIDA DE LAS PARTICULAS (T) 41.4402 s

VOLUMEN DEL SEDIMENTADOR (Vol.) 270.000 m3

21LLL vertedero

promedio

promedioquetransicionT LLLL tan

transicionT LLL

SLZ *

ZHH '

25.0'HhC

DISEÑO DE UN DESARENADOR GRUPO C, ZANDRA

Documents

Transcript of DISEÑO DE UN DESARENADOR GRUPO C, ZANDRA